Batterie al litio di nuova generazione, con catodi privi di cobalto

I ricercatori hanno sviluppato una nuova famiglia di catodi senza cobalto, utilizzabili nelle batterie agli ioni di litio e meno costosi di quelli tradizionali.

Le batterie agli ioni di litio che siamo abituati ad usare nell’elettronica di consumo e nei veicoli elettrici, sono costituite da costosi catodi a base di cobalto.

I ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory (Stati Uniti) hanno invece sviluppato una nuova famiglia di catodi senza cobalto. Denominati NFA, cioè catodi a base di nichel, ferro e alluminio, sono dei derivati del nichelato di litio e possono essere utilizzati come elettrodi positivi nelle batterie agli ioni di litio. Si tratta di catodi che si caricano rapidamente, ad alta densità energetica, economici e che durano a lungo.

Il cobalto è raro e costoso

Come noto, le batterie agli ioni di litio sono molto richieste visto il loro impiego crescente in molte applicazioni. Secondo alcune stime, entro il 2030, saranno in circolazione oltre 100 milioni di veicoli elettrici. In tale contesto il cobalto è attualmente decisivo per il funzionamento dei catodi, oltre a rappresentare una parte significativa del costo delle batterie agli ioni di litio. Il cobalto è un metallo raro estratto in paesi extra europei con sistemi politici instabili o alle prese con violenti conflitti.

Di conseguenza, rimpiazzare il cobalto con un altro materiale economico è diventata una priorità per i ricercatori che lavorano sulle batterie agli ioni di litio.

I nuovi catodi NFA forniscono una buona densità di energia

Gli scienziati americani hanno testato le prestazioni della classe di catodi NFA e hanno visto che possono sostituire i catodi a base di cobalto. Subiscono reazioni elettrochimiche simili a quelle dei catodi a base di cobalto e forniscono capacità specifiche sufficientemente elevate per soddisfare le richieste di densità di energia della batteria.

Anche se il lavoro dei ricercatori è ancora nelle fasi iniziali, quello che emerge è che il cobalto potrebbe non essere più necessario per le batterie agli ioni di litio di prossima generazione. Inoltre, il processo per la produzione di catodi NFA può essere integrato nei processi di produzione dei catodi esistenti.

Su Advanced Materials e su Journal of Power Sources è possibile leggere tutti i dettagli dello studio.

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